A világ első kísérleti fúziós erőművének tesztelésében magyar kutatók is részt vesznek
2023. május 15. írta: Simalp

A világ első kísérleti fúziós erőművének tesztelésében magyar kutatók is részt vesznek

A fiatal- és középkorú csillagok – lásd pl. mint a Nap – hatalmas mennyiségű, fúzió által termelt energiát sugároznak ki, mely – a tömegarányt tekintve – háromszor annyi energiát termel, mint az Urán-235 izotópjának hasadása, és sok milliószor több energiát a szén- és olaj égéséhez hasonló kémiai folyamatokhoz képest.

 800.jpg

Az ITER-ben (International Thermonuclear Experimental Reactor) a Nap közepén uralkodó hőmérsékletnél forróbbra hevített, körülbelül 100 millió Celsius-fokos hidrogéngáz ég el héliummá, miközben tízszer több energia keletkezik, mint amennyit az anyag fűtésére elhasználnak. A fúziós erőművel gyakorlatilag kimeríthetetlen energiatermelés valósul meg környezetbarát módon, azaz levegőbe juttatott károsanyag kibocsátás nélkül, valamint radioaktív hulladék sem keletkezik a működés során (ellentétben az atomerőművekkel, melyek un. fissziós elven működnek).

iter_construc.jpg

A fúzió aktivációs energiája nagyon magas, mert mindkét atommag egy-egy protont tartalmaz, amelyek töltésük azonossága folytán taszítják egymást. Durva becslés szerint a magoknak körülbelül 1 femtométer (1 × 10−15 méter) közelségbe kell kerülniük az egyesüléshez, mert onnantól válik elég valószínűvé, hogy a kvantummechanikai alagúteffektus segítségével a magokat vonzó erős magerő legyőzi az elektromágneses taszításukat. Az ITER-ben ezt a közelséget a plazma erős felhevítésével érik el, miközben mágneses térrel összenyomják. A magas hőmérséklet teszi lehetővé, hogy a magok elég kinetikus energiával rendelkezzenek a taszítóerő legyőzéséhez. Deutérium-trícium keverék esetén az optimális reakciósebesség 100 000 000 K nagyságrendű. A plazmán áramot vezetnek át, így hevítik fel erre a hőmérsékletre. Ez a fúziós reakcióban egyébként nem résztvevő, nagy sebességű részecskék belövésével, valamint rádió- és mikrohullámú fűtéssel egészítik ki.

pit_from_abov.jpg

A fúziós reaktorok jóval biztonságosabbak a hagyományos atomerőműveknél, mert “veszély” esetén a reaktor önmagát állítja le, a magas hőmérséklet automatikus megszűnésével.

Magyarországon, az Energiatudományi Kutatóközpontban (EK) fogják megépíteni és tesztelni a biztonságos üzemeltetéséhez kulcsfontosságú berendezés prototípusát, a leállításhoz szükséges “belövőeszközt”, melynek működését és hatását egy jéglövedéket kilövő sörétes puskához lehetne hasonlítani: a forró anyagba puskagolyó gyorsaságú, mínusz 260 Celsius-fokos hidrogénjeget, más néven pelletet lőnek, mely így kis méretű jégdarabokkal szórja meg a célpontot, funkcióját tekintve úgy, mint egyfajta poroltó. Az EK kutatói a pellet előállításának, gyorsításának és törésének tesztelésével, a kilövőszerkezet mérnöki tervezésével és a szükséges kísérleti és megfigyelési módszerek kifejlesztésével jelentős mértékben hozzájárulnak az ITER későbbi biztonságos üzemeltetéséhez.

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) pénteki közleménye szerint az EK Fúziós Plazmafizika Laboratóriuma több más hazai vállalattal közösen nyert el egy több mint 2,4 millió eurós (850 millió forint összértékű) pályázatot. A pályázat eredményeként heteken belül elkezdődik a projekt, amelynek célja, hogy 18 hónap alatt felépüljön egy kísérleti biztonságvédelmi rendszer az ITER magfúziós kísérleti berendezés számára.

iter-15880013.jpg

Az ITER, azaz Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor története 1985-ben kezdődött, akkor az Európai Unió, az USA, a Szovjetunió és Japán kívánt együttműködni az erőmű létrehozásában. Ám időközben rengeteg változás történt (pl. megszűnt a Szovjetunió), így végül csak 2006 végére jött létre formálisan a reaktor megépítésével megbízott bizottság. 2007. október 24-én megalakult az ITER szervezete. Az építési munkálatok 2008 őszén kezdődhettek meg, helyszínül a franciaországi Cadarache kutatóközpontot választották. Mára el is készültek a főbb épületek Saint-Paul-lès-Duranceban. A projekt teljes élettartama előreláthatólag 30 év lesz, ebből 10 év az építkezés, 20 év a működés ideje. A projekt költségvetése körülbelül 10 milliárd dollár. Az első plazmaműveletet 2025 decemberére várják. A tervek szerint az ITER körülbelül 500 MW fúziós teljesítmény fenntartására lesz képes legfeljebb 400 másodpercen keresztül. Hasonló projekt a Wendelstein 7-X (W7-X) „stellarator” fúziós erőmű is, melyről itt olvashat.

A bejegyzés trackback címe:

https://1001erdekesseg.blog.hu/api/trackback/id/tr1918124624

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.
süti beállítások módosítása